附录(电磁场理论体系方面杨本洛的主要研究结果):

时间:2022-04-06 06:49:31

附录(电磁场理论体系方面杨本洛的主要研究结果):

建立在Maxwell方程组之上的经典电动力学,通常总被视作现代自然科学体系中一个理论最为成熟、形式逻辑上显得最为完美的部分。但是,真实情况远不尽其然。

在人类认识史中,不仅是Maxwell首先预测到“电磁波”的存在,从而为20世纪人类空前的物质文明提供了一个重要基础;而且仍然是Maxwell有效承继和发展了Faraday曾经提出的“电磁力线”概念,明确把电磁场界定为一种“物质存在”的重要判断,对电磁场研究正确发展做出了开拓性历史贡献。但是,人类对于“无质无形物质场”的理性认识,至今还未真正深刻、准确和完备。加之于西方哲学体系在“认识论”方面数千年来始终处于矛盾和冲突之中,无法摆脱自Newton开创经典力学体系以来就一直深刻影响着整个自然科学研究的“形而上学”、简单“经验实证主义”以及“试图构造普适真理体系”等错误思想导向的影响。此外,局限于特定历史时代的数学水平,作为“场分析”基本工具的“张量”概念尚未提出,人们不具处置动态电磁场无法回避的“双旋度算子”及其构造的“数学物理方程”的能力。因此,无论是基本物理概念还是形式逻辑两个方面,由Maxwell构造的形式表述系统都隐含大量逻辑不当或错误,需要遵循“逻辑自洽性”原则加以重新认识和梳理。

1 形式系统的“物质基础”的重新认定(见表1)

简单结论

对于人们真诚期待的“统一、和谐”,其实它的全部内涵就在于自然科学研究必须服从的“逻辑一致性”原则。从数学基础考虑,由于否定形式系统的“实体论”基础,混淆“拥有”和“从属”两种不同的逻辑关联,使得用作“逻辑推理”的数学不得不处于面对一系列逻辑悖论,甚至最终放弃逻辑的尴尬之中。如果说维护逻辑是澄清认识困惑的唯一途径,那么,赋予形式表述以确定“物质内涵”则成为保证形式表述系统逻辑相容的基础。此时,经典电磁场理论中诸如“Maxwell位移电流”、“Lorentz规范”等这样一些纯粹人为假设失去继续存在的基础,整个形式系统将成为针对物质对象所作“理想化认定”的逻辑必然。

2 电磁场理论经验方程的重新认定(见表2)

简单结论

一切合理科学陈述的基础都源于经验事实。但是,能够逻辑相容地叙述彼此逻辑关联的经验事实并不容易。为了保持科学陈述之间的严格逻辑相容,必须对被描述物质对象以及与物质对象发生主要作用的物质环境做出前提性的界定。一旦真正做的这一点,就不会出现诸如将定义于“有质、有形”理想化物质对象之上的力、动量等等物理量形而上学定义于“无质、无形”的电磁场之上,进一步导致一系列的逻辑不当。

3 电磁场数学模型的恰当构造(见表3、4)

能够对经验事实做出彼此逻辑相容的陈述,仍然简单等价于为某一个物理现象成功构造一个完整的数学物理模型。反过来,只有借助于一个合理数学物理模型的构造,才可能真正检讨相关经验事实的陈述是否恰当。

3.1静磁场定解问题

静电场仅仅与一般的Poisson算子N2关联,其定解问题的构造相对较为简单。与其不同,由于与双旋度算子NN相关的一系列数学基础问题并没有真正解决,在如何为恒定电流所诱导静磁场构造恰当定解问题上面,其实还存在许多需要重新探讨的问题。

3.2动态电磁场(波动方程)定解问题

根据经验事实,给定空间域中的电荷和电流分布本质上属于两个独立存在的物理实在。从形式逻辑考虑,只有对于同时定义于时间域和空间域之中的电流分布,才可能诱导一个处于变化之中的“动态”电磁场。

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